L'installation de ventilation a pour objectif de lutter contre la pollution dans les ateliers en réduisant à un niveau le plus faible possible les polluants néfastes pour l'homme et le process.

Principes généraux

Conception

La conception d'une telle installation nécessite une analyse :
- du poste de travail (type d'activité, zones de travail...),
- de la nature des polluants (type, concentration).

Objectifs à atteindre/recommandations

- Éviter au maximum les émissions de polluants chaque fois que les techniques de production le permettent.
- Assurer le captage à la source des polluants.
- Transporter et traiter l'air avant rejet ou recyclage.
- Assurer par la ventilation générale l'évacuation des polluants résiduels.
- Amener de l'air neuf de compensation réchauffé l'hiver.

Recyclage de l'air

Le recyclage de l'air est possible s'il existe un dispositif de by pass de sécurité en cas de panne de l'épurateur.

Réglementation

Valeurs limites réglementaires à l'intérieur des bâtiments :
- La législation indique des valeurs limites réglementaires (données par décret) à ne pas dépasser pour certains polluants et des valeurs limites indicatives (Ministre du Travail) pour d'autres.
- On définit la VLE (Valeur Limite d'Exposition à court terme) comme la concentration mesurée au poste de travail sur une durée maximale de 15 minutes.
- On définit la VME (Valeur Moyenne d'Exposition) comme la concentration moyenne mesurée au poste de travail pour une journée de 8 h. La VME peut être dépassée sur une courte période, à condition de ne pas dépasser la VLE lorsqu'elle existe.

Valeurs limites réglementaires pour les rejets polluants dans l'environnement extérieur au bâtiment :

Polluants	Valeur limite	Texte officiel
Poussières totales	100 mg/m³ si le flux horaire est inférieur à 1 kg/h	Journal Officiel, arrêté du 2 février 1998
Poussières totales	40 mg/m³ si le flux horaire est supérieur à 1 kg/h	Journal Officiel, arrêté du 2 février 1998

Principes généraux de dimensionnement

Le but est de capter les polluants au plus près des sources d'émission afin d'obtenir une protection maximale de l'opérateur avec des débits d'air faibles.

L'installation se présente en 4 parties :
- le captage,
- le transport de polluants,
- la filtration,
- la compensation d'air.

Le captage des polluants

Les principes de base :
- capter au plus près des sources de pollution,
- placer le dispositif d'aspiration de manière à ce que l'opérateur ne soit pas situé entre la source de pollution et le dispositif de captage,
- utiliser le mouvement naturel des polluants :

Vapeurs Fumées légères	Poussières lourdes	Polluants émis à grande vitesse	Solvants, bains
Hotte placée à la verticale de la source d'émission	Captage en partie basse	Captage dans le sens d'émission des polluants	Captage latéral

Bras d'aspiration Carapace

Cabine de peinture Lazur Maxi

Induire une vitesse d'air suffisante

Émissions des polluants	Exemples	Vitesse de captage (m/s)
Sans vitesse initiale	Fumées de soudage, vapeurs, dégraissage	0,25 à 0,5
À faible vitesse en air modérément calme	Soudage, décapage, brasage à l'argent, traitement de surface	0,5 - 1
Active en zone agitée	Remplissage de fûts en continu, ensachage de sable pulvérisé, métallisation	1 - 2,5
Grande vitesse dans zones très agitées	Meulage, décapage à l'abrasif, machine à surfacer le granit	2,5 - 10

Le transport des polluants

Vitesse d'air dans les gaines

Afin d'éviter les dépôts de poussières dans le réseau de gaine, les vitesses d'air sont très supérieures aux vitesses utilisées dans les installations de climatisation. Ces vitesses varient en fonction du type de polluants à transporter.

Polluants	Exemples de polluants	Vitesse mini (m/s)
Fumées	Fumées d'oxyde de zinc et d'aluminium	7 à 10
Poussières très fines et légères	Peluches très fines de coton	10 à 13
Poussières sèches et poudres	Poussières fines de caoutchouc, de bakélite ; peluches de jute ; poussières de coton, de savon	13 à 18
Poussières industrielles moyennes	Abrasif de ponçage à sec : poussières de meulage ; poussières de jute, de granit, coupage de briques ; poussières d'argile, de calcaire ; emballage ou pesage d'amiante dans les industries textiles.	18 à 20
Poussières lourdes	Poussières de tonneaux de désablage ou de décochage, de sablage, d'alésage de fonte	20 à 23
Poussières lourdes et humides	Poussières de ciment humide, de coupage de tuyaux en amiante, ciment, de chaux vive	> 23 ou transport pneumatique humide

Gaines de ventilation

Compte tenu de la présence de particules, les gaines utilisées en dépoussiérage sont généralement lisses afin d'éviter les obstacles qui favoriseraient l'accumulation de poussières dans les conduits. On les choisit "à bords tombés" fixées avec des colliers de manière à limiter les fuites dues aux très fortes dépressions (1 000 à 3 000 Pa).

Pertes de charges d'un réseau de dépoussiérage

Compte tenu des vitesses mises en jeu, les pertes de charges sont souvent très élevées (1000 à 4000 Pa).

Pertes de charges approximées pour pré-sélection de conduits droits.

Pertes de charges approximées pour pré-sélection de pièces de forme (coudes, dérivation...)

Pertes de charges approximées pour accessoires de filtration et de prise d'air :
• dépoussiéreur à manches : 1000 à 3000 Pa (encrassé),
• dépoussiéreur à cartouches : 1000 à 3000 Pa (encrassé),
• cyclone : 800 à 1500 Pa,
• bouche de soufflage : 50 Pa.

Choix du ventilateur en fonction du polluant

Les ventilateurs sont préférentiellement placés après le dépoussiéreur ou le filtre de manière à fonctionner en air propre.
- Le bois est une exception ou l'on trouve souvent le ventilateur en amont du dépoussiéreur.

La filtration

Mécanisme de filtration

Plusieurs mécanismes d'épuration sont possibles et peuvent éventuellement être combinés

Norme de filtration BIA

L'efficacité des filtres de dépoussièrage est évaluée suivant les tests du BIA (Berufsgenossenschaftliche Institute für Arbeitssicherheit).

L'efficacité est en lien direct avec les Valeurs Limites d'Exposition (VLE) d'un opérateur à un polluant (sur 15 min) ou avec les valeurs moyennes d'exposition (VME) (sur 8 h) données par le Code de Travail (circulaire du 19 juillet 1982 et ses actualisations et aménagements ayant suivi).
- Test BIA : test allemand régissant les efficacités de filtration en dépoussiérage.
- Description du test (ce test est réalisé suivant les paramètres) :
- poussières de quartz avec une concentration de 200 mg (± 10%),
- granulomètrie comprise entre 0,2 et 2 μm,
- vitesse de passage sur le média propre de 0,056 m.s-1.

Il qualifie le filtre avec les lettres USGC en fonction de l'abattement de la masse de poussière.

Efficacité BIA :
VLE > 1 mg/m³ : Classe U - Efficacité de 95 % (débit maxi sur le filtre ≤ 500 m³/h/m²).
VLE > 0,1 mg/m³ : Classe S - Efficacité de 99 % (débit maxi sur le filtre ≤ 200 m³/h/m²).
VLE : Classe G - Efficacité de 99,5 % (débit maxi sur le filtre ≤ 200 m³/h/m²).
VLE (substance cancérogène des groupes II et III) Classe C - Efficacité de 99,9 % (débit maxi sur le filtre ≤ 200 m³/h/m²).
VLE (substance cancérogène des groupes I, II et III) Classe K1 - Efficacité de 99,9 % (débit maxi sur le filtre ≤ 200 m³/h/m²).
VLE (substance virale ou bactérienne) Classe K2 - Efficacité de 99,95 % (débit maxi sur le filtre ≤ 200 m³/h/m²).

Équivalence aéraulique :
Bien qu'il soit totalement abusif de faire des équivalences entres les différents tests d'efficacité des filtres (méthodes et aérosols différents). Nous pouvons indiquer que :
- un filtre U est sensiblement équivalent à un filtre F9 (EN 779),
- un filtre USGC est sensiblement équivalent à un filtre H12/13.

L'apport d'air de compensation

La compensation d'air joue un rôle primordial dans une installation de dépollution.
Elle est souvent négligée. Notons que si l'air n'est pas apporté par une installation de compensation, il pénètre à température extérieure par les fuites du local ce qui engendre un inconfort pour les opérateurs et un abaissement des températures du local en hiver (un réchauffement l'été). Usuellement, il s'agit d'introduire la même quantité d'air extérieur traité que celle qu'on a extrait. Le traitement thermique de l'air se fait par une centrale de traitement d'air ou des rafraîchisseurs évaporatifs (froid seul). La diffusion de l'air de compensation se fait soit par mélange, soit par déplacement d'air. (Voir règles de l'art).

La diffusion basse vitesse est particulièrement adaptée à la ventilation des locaux pollués.	Le rafraîchissement évaporatif est très souvent utilisé en compensation pour rafraîchir l'air introduit à moindre coût